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青海光电幕墙技术应用案例在《第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中，国家将2030年实现“碳达峰”与2060年实现“碳中和”作为我国应对全球气候变暖的一个重要远景目标。2060年实现碳中和，意味着届时整个中国的碳排放是零，以煤、石油、天然气为主的化石能源将被淘汰，取而代之的是以太阳能为主的可再生能源。光伏作为清洁能源的主力，未来四十年有巨大的前景；为光伏产业指明了前进方向。

一、背景

当前，建筑是碳排放“大户”，我国建筑碳排放量占总碳排放量的1/3以上，且每年新增建筑面积约20亿平方米。而光伏建筑一体化是一种将太阳能发电产品集成到建筑上的技术。BIPV作为建材产品，既有建材的功能，如屋顶、幕墙、围栏、采光顶等，同时具有发电的功能，满足降低建筑的能耗[5]。我国从2009 年国家财政部及住房城乡建设部联合发布“关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见”等政策，一直到2020年，住建部、发改委等7部门印发《绿色建筑创建行动方案》，称到2022年，当年城镇新建建筑中绿色建筑面积占比达到70%。这些政策一直推动着BIPV向前发展。

BIPV作为有效降低我国建筑能耗的方式，大力发展低碳、零碳建筑，对于节能减排、保护环境具有重要的现实意义。BIPV有利于优化能源结构；能够高效利用建筑资源，有效减少碳排放。对于碳排放“大户”建筑行业，光伏建筑一体化（BIPV）正成为打造绿色建筑的解决方案。

二、应用案例

CdTe薄膜电池组件建筑一体化应用示范项目位于青海省西宁市，当地光照资源丰富，水平面接收太阳能辐射总量约为5683 MJ/m2，年峰值日照约为1578.8 h。CdTe薄膜电池组件与青海科技大厦建筑相结合，在建筑物层间安装CdTe薄膜电池组件代替玻璃，构成了光伏建筑一体化示范项目。本项目在多个方位安装（东立面70.672 kWp，西立面69.046 kWp，南立面71.448 kWp，北立面70.672 kWp），总装机容量为281.838 kWp。CdTe薄膜电池组件经日光照射后，产生直流电，通过串并联后接入逆变器，经光伏逆变器将直流电转换为电网允许的交流电后接入电网，所发电量自发自用，余电上网。

传统的建筑是耗能单位，随着科技发展，建筑将成为产能单位。现在的建筑追求的绿色、环保、节能这一理念。特别是光伏材料的发展进步，CdTe这种从生产过程到应用的全环保光伏材料符合建筑审美材料和绿色节能要求，尤其是其弱光可发电、对光线入射角和温度不敏感、抗局部遮挡和落灰的性能，同时抗高温高湿性能好，非常适合高海拔地区应用。发电玻璃替代传统玻璃幕墙之后，该大楼就具备了发电功能，建筑白天用电可部分由光伏电力提供，光伏电力无法提供的由电网提供。

当地地理条件原因，辐照度较强，发电量情况相对好，为响应国家政策，建设绿色建筑，建议在建筑物南、东、西立面安装碲化镉光伏，达到节能减排效果。根据中国电力企业联合会《中国电力行业年度发展报告2019》数据；该项目平均每年节约标准煤59730kg，减少二氧化碳排量163305kg；助力完成“碳达峰、碳中和”目标。本项目的实施可节省用电成本，改善能源结构、减轻当地电网供电压力。同时BIPV具有其美学价值，BIPV是建筑师的艺术品，不影响建筑物外观效果，达到与建筑物的完美结合，实.建筑大师.的构想，在建筑美学基础上，更实用人文气息更浓，更贴近生活，是美学与生活的完美结合。

三、技术要点

CdTe薄膜太阳能电池简称CdTe电池，它是一种以p型CdTe和n型CdS的异质结为基础的薄膜太阳能电池。作为太阳能系统核心部件，其技术性能和指标对整套系统的长期稳定运行起到至关重要的作用，要求其转换效率要高、使用寿命要长、技术性能稳定；针对技术要求，我们选用CdTe薄膜电池，确保组件具有超长的使用寿命和长期的稳定性能。同时不同立面发电幕墙发电量因辐射量不同而不同，提升彼此之间的一致性，提升整体发电量将是整个项目的难点。

由于常规晶硅光伏组件的使用寿命和发电性能的短板一般在于背板、光伏玻璃、封装材料，因为背板、封装材料等对环境的依赖性较大，易受温度和光氧老化现象的影响造成性能下降。美国能源协会发表的研究报告表明全美有30%的光伏组件因外界环境应力而发生失效。因此，高效的碲化镉发电玻璃在高寒高海拔建筑上的应用要求相对地面光伏的要求更加严格，特别是碲化镉BIPV发电玻璃为多层玻璃，在高寒高海拔地区由于温差大、日照强等环境因素提高了玻璃的自爆率、材料的膨胀系数不匹配的几率等。

四、应用前景

BIPV 光伏发电系统由于与建筑一体化，省去了地皮规划，地皮。地表整顿，基建等费用，且节省建筑装饰材料等。应该说， BIPV系统相比于普通光伏电站有较高的经济性，如与公共电网相连，则更有潜力。光伏器件与建筑相结合，将原来互不相关的两个领域结合到一起，涉及面很广，并非是光伏设计及制造者单独所能完成，必须与建筑材料、建筑设计、建筑施工等有关部门密切合作，共同努力，才能取得成功。就目前而言，尽管光伏器件与建筑相结合可降低一些应用成本，但与常规能源相比，费用仍然较高，这也是影响光伏应用的主要障碍。随着常规能源的日益枯竭，人类对环境的日益重视以及光伏电池生产工艺的革新与革命，光伏组件成本的下降，可以预计，BIPV是未来光伏应用中最重要的领域之一，其前景十分广阔，有着巨大的市场潜力，在不久的将来，光伏相结合的建箭生会如雨后春算般业现在我们身边，同时光伏发申也必将在能源结构中古有相当重要的地位。

据统计，中国每年建筑竣工面积约40亿平方米，其中5％的面积用于安装BIPV产品，装机量就能达到20GW，约等于一座三峡工程的装机量。通过BIPV产品使建筑生产清洁电力，是有效的减排措施。在“碳达峰、碳中和”目标的催化下，世界各国纷纷发布政策大力支持光伏发电产业，为BIPV行业的未来发展打下了坚实的基础，BIPV行业具有巨大的发展空间。

从长期来看，我国BIPV行业仍然是一个挖掘程度远远不足的蓝海市场。根据国家统计局数据，我国每年的建筑竣工面积在40 亿平方米左右，若按照5％的BIPV 渗透率，仅新建建筑的BIPV产业年增量空间就在一千亿以上，远高于目前的市场容量。